半田间条件下杀幼虫剂对Culicoides sonorensis的防效评估及环境因素影响研究

《Pest Management Science》：Evaluating larvicide performance against Culicoides sonorensis in semi-field conditions

　　

背景：库蠓（Culicoides）叮咬蠓是小型蝇类，被视为滋扰性害虫，同时也可作为多种人类和兽医重要病原体的传播媒介。本研究在受控半田间条件下评估了杀幼虫剂产品对悦目库蠓（C. sonorensis）种群的防效，并调查了环境因素如何影响人工幼虫栖息地中杀幼虫剂活性成分（AIs）的降解与持久性，研究地点包括三个（得克萨斯州拉伯克；堪萨斯州曼哈顿；路易斯安那州斯莱德尔）。

结果：所有测试的杀幼虫剂产品在生物测定中均导致幼虫死亡，但所有产品的防效随处理后时间显著下降。总体而言，处理后生物测定中的幼虫死亡率在得克萨斯州地点显著低于路易斯安那州和堪萨斯州地点。广义线性模型（GLM）显示杀幼虫剂产品对幼虫死亡率存在显著主效应。地点特异性观测死亡率与环境条件之间的定性比较表明，气候差异（降水而非光降解）可能与产品性能相关。研究期间路易斯安那州和堪萨斯州的降雨量大于得克萨斯州，这可能随时间的推移降低了残留防效。

结论：这些发现表明，环境因素，特别是降水和幼虫栖息地基质干扰，可能在限制杀幼虫剂对库蠓的防效方面发挥了作用。研究结果讨论了如何为针对库蠓种群选择合适的杀幼虫剂活性成分（AI）和应用频率提供信息。? 2026 The Author(s). Pest Management Science published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of Society of Chemical Industry.

论文解读

研究背景与问题：库蠓（Culicoides）是一类小型叮咬蠓，既可作为滋扰性害虫，也能传播多种人畜共患病原体，如蓝舌病病毒、流行性出血病病毒、水疱性口炎病毒，以及新出现的人类病原体Oropouche病毒。这些病原体对畜牧业造成重大经济损失，并对野生动物和公共卫生构成威胁。目前针对库蠓的控制策略主要依赖超低容量成蚊剂喷洒、家畜施药和栖息地改造（如清除积水和粪便），但效果有限。库蠓幼虫栖息地多为废水处理场、粪便污染土壤和水生生态系统边缘，这些环境难以通过栖息地改造管理。杀幼虫剂虽可靶向幼虫早期阶段，但市售产品（主要针对蚊虫）在库蠓上的防效研究不足，尤其缺乏在半自然田间条件下的数据。幼虫栖息地基质可能通过微生物作用、活性成分（AI）结合和污染物降低AI生物利用度，环境因子如温度、紫外光光降解和降水也会影响药效。因此，有必要评估杀幼虫剂在接近自然的条件下对库蠓的防效及其环境命运。

研究内容与结论：本研究在美国三个生态气候不同的地点（得克萨斯州拉伯克、堪萨斯州曼哈顿、路易斯安那州斯莱德尔）开展半田间试验，评估六种含不同AI的杀幼虫剂产品（(s)-methoprene 5%、spinosad 2.5%、spinosad 22.5%、(s)-methoprene 33.6%、pyriproxyfen 0.5%、novaluron 1.3%与pyriproxyfen 1.3%复配）对悦目库蠓（C. sonorensis）幼虫的防效，并利用液相色谱-质谱联用技术（LC–MS）监测AI在人工幼虫栖息地基质中的残留动态。结果表明，所有产品在生物测定中均显著提高幼虫死亡率，但防效随处理后时间延长而显著下降。地点间比较显示，得克萨斯州地点的总体幼虫死亡率显著低于路易斯安那州和堪萨斯州。广义线性模型（GLM）显示产品类型、处理后时间和地点均影响死亡率；pyriproxyfen（0.5%）及novaluron与pyriproxyfen复配产品的校正死亡率显著高于(s)-methoprene（5%）。定性分析提示，路易斯安那州和堪萨斯州在研究期间降雨量较大，可能通过溢流导致AI流失，从而降低残留防效；而得克萨斯州较干旱，容器未发生明显溢流，药效相对更持久。LC–MS浓度与死亡率回归显示，不同地点只有部分产品呈显著正相关，说明环境因素显著调节AI的生物学效应。

关键技术方法：研究人员采用半田间人工幼虫栖息地，使用23 L塑料桶填充有机表土和水形成半水生界面，分别置于三个野外地点。六种杀幼虫剂按EPA标签要求施药，每处理设三个重复。每10天采集基质样本，将实验室饲养的C. sonorensis初孵幼虫（1–2龄）置于含基质的培养皿中进行生物测定，以成虫羽化率判定存活率。基质中AI浓度通过LC–MS多反应监测（MRM）定量，数据使用GLM和剂量-响应模型分析。幼虫来源为美国农业部ARS外来节肢动物传播疾病研究单位（曼哈顿，堪萨斯州）或德克萨斯理工大学的Brelsfoard实验室建立的1983年来自爱达荷州Owyhee县的品系。

研究结果：
3.1 Relationship between LC–MS measured larvicide concentrations and larval mortality（LC–MS测定的杀幼虫剂浓度与幼虫死亡率的关系）：在斯莱德尔地点，spinosad（22.5%）浓度与死亡率呈显著正相关（斜率=0.04，R²=0.47，P=0.002），(s)-methoprene（33.6%）也呈显著正相关（斜率=0.10，R²=0.32，P=0.01）；在拉伯克地点，(s)-methoprene（5%）和pyriproxyfen（0.5%）浓度与死亡率显著正相关；在曼哈顿地点，所有产品均无显著关系。这表明AI浓度与死亡率的关联存在明显的地点依赖性。

3.2 Active ingredient persistence（活性成分持久性）：LC–MS检测显示，spinosad（22.5%和2.5%）残留持续可检测，50天内几乎无降解，除路易斯安那州spinosad（22.5%）的DPE₅₀为38.99天外，其余地点DPE₅₀均>50天。pyriproxyfen（0.5%）和novaluron+pyriproxyfen复配产品的残留同样持续至第50天，对应的DPE₅₀>50天。而methoprene两种产品残留早期可检出但快速下降，DPE₅₀约为30天，且DPE₉₅无法估算。这说明spinosad和pyriproxyfen类产品在环境中比methoprene更持久。

讨论与结论：研究人员指出，spinosad和pyriproxyfen类产品在测试条件下具有较高的环境持久性和持续防效，而methoprene需要更短的重施间隔。环境因子中，降水导致的基质淹水和溢出是影响AI残留的关键因素，而紫外光降解和温度的作用在本研究中不明显。高有机质基质可能通过吸附AI或促进微生物降解而降低药效。幼虫栖息地的异质性决定了没有一种杀幼虫剂能在所有环境中通用，产品选择需结合具体栖息地特征。未来研究应增加环境重复、扩展其他库蠓种类，并在更大尺度上验证半田间结果。

研究结论：本研究发现，含spinosad、pyriproxyfen或novaluron的杀幼虫剂在测试条件下对C. sonorensis未成熟期具有更持久的抑制效果，而methoprene可能需要更短的重复处理间隔以维持对库蠓种群的持续影响。理解这些差异对于优化施药时机和产品选择、降低靶标蠓类及共同栖息蚊虫产生抗药性的风险至关重要。